土力学+东南大学4-1.土中应力.ppt

第四章 土中应力 §4.1土中自重应力（水平，竖直） §4.2与基础接触的基底压力 §4.3外荷在作用下地基土的附加应力 §4.4地基中附加应力计算的有关问题＊ 概述 地 基 中 的 应 力 §4.1 土中自重应力计算 自重应力：由于土体本身自重引起的应力 一、竖向自重应力 二、成层土的自重应力计算 关于重度的选取: 一般用天然重度γ 地下水位以下用浮重度γ′ 毛细带内用饱和重度γsat 不透水底板内用饱和重度γsat 所以在不透水底面的上下可以有两个突变的自重应力值。 三、水平向自重应力 地面沉降使基岩标上升，周围水泥地面开裂 —常州市清凉小学校办纸厂仓库 地面沉降使房屋地面开裂 ——常州武进县横林红联永利表玻璃厂 地面沉降使房屋墙体开裂 ——常州武进县横林红联永利表玻璃厂 地面沉降使房屋墙面开裂 ——常州武进县横林红联永利表玻璃厂 地面沉降使围墙、地坪开裂 ——常州武进县红联小学 地面沉降使石阶多处开裂 ——常州武进县红联小学 吴门桥距今800多年，地面沉降使昔日桥下的纤道沉入水下50公分。 ——苏州 沧浪亭河通往外城河，地面沉降使河面变宽，丰水期河水溢上路面，使路面被迫加高。图中沧浪亭桥，原净空1.67米，现不足1米，下沉0.90米， 地面沉降使汛期河水外溢，全镇四周筑堤围堰形成“大包围”，每年有半年时间靠排水站开泵排水，才能保证镇上不被淹。 ——苏州东吴市盛泽镇 四、例题分析 【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力σcz沿深度的分布图 §4.2 基底压力 基底压力：建筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基，作用于基础底面传至地基的单位面积压力 基底压力的分布相当复杂 基底 压力 的分 布取 决于 受铅直均布荷载的基础，基底压力分布图形 一、中心荷载作用下的基底压力 二、偏心荷载作用下的基底压力 讨论： 基底压力重分布 双向偏心荷载作用的矩形基底的基础 按材料力学双向偏心受压公式 三、基底附加压力 基底附加压力：作用于地基表面，由于建造建筑物而新增加的压力称为基底附加压力，即导致地基中产生附加应力的那部分基底压力 参考:1、教材P94 2、公路桥涵地基与基础设计规范 （ JTJ 024—85） F F d 实际情况 基底附加压力在数值上等于基底压力扣除基底标高处原有土体的自重应力 d p p 0 0 g - = 基底压力呈梯形分布时，基底附加压力 基底附加压力 自重应力 P——基底压力； γ0——基底标高以上天然土层的加权平均值； d——从天然地面算起的基础埋深。 桥台前后填土引起的基底附加应力 * * 主要内容 自重应力—由土体本身自重在土中产生的应力 基底压力—基础与地基接触面上的应力 附加应力—外荷作用下，土中各点产生的应力增量 渗透力—由地下水的渗流引起的作用于单位土体上 的力 地震力—地震作用在土体中产生的应力增量 确定土体初始应力状态 土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力引起的变形。 天然地面 1 1 z z σcz σcz= ? z 土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量 说明： 1.地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层采用浮重度(=土体饱和重度-水重度) 2.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布 天然地面 h1 h2 h3 ??3 ?2 ?1 水位面 ?1 h1 ?1 h1 + ? 2h2 ?1 h1 + ? 2h2 + ??3h3 天然地面 z 静止侧压力系数 K0—土的静止侧压力系数。可由实验实测，或用经验公式计算。 K0=1-sinφ′; k0一般小于1 自 重 应 力 大小等于该点以上单位面积的土柱重量.γz 分布类似于静水压力分布. 是个主应力.(τ=0) 是个有效应力.(粒间力) σcz≠σcx ； σcx=k0σcz 57.0kPa 80.1kPa 10